水火电力系统调度机制与优化机理研究

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电力生产的节能对整个社会的能源耗量具有极大的影响,而水火电优化调度是实现电力生产节能降耗的重要一环。水火电节能调度最重要的工作是进行科学合理的负荷分配,发挥水火电厂各自的优势,对水能进行充分的利用,从而降低火电生产中的一次能源耗量。   本文针对水火电运行中所包含的不同种类的不确定量,提出了一种基于模糊随机机会约束规划的短期水火电优化调度策略。   发电计划的制定需要在下一周期开始之前完成,而此时很难准确得到各水电站调度周期的初始蓄水量。针对该问题,本文将调度周期开始的水库蓄水量作为一个三角模糊量,以描述初始蓄水预测可能存在的误差。针对水火电联合运行中,某些随机变量的数字特征可能由于历史数据不足而存在误差的问题,本文用模糊随机变量替代这些随机变量,更准确的描述了水火电运行中的不确定性。   建立了多目标的短期水火电优化调度模型。概述了水火电系统的运行特性,特别是其中梯级电站的联合调度方式。在常规的节能调度模型基础上,增加了龙头电站周期末蓄水量最大的优化目标,该模型能够有效的协调火电煤耗量与水电蓄水量这两个相互冲突的目标函数,得到兼顾短期内火电节能和降低中长期总能耗的优化结果。   由模糊机会约束和随机机会约束的确定性等价形式,以及关于模糊随机机会约束的定义,推导了某些特殊情况下模糊随机机会约束的确定性等价形式。根据等价式将短期水火电调度不确定模型转化为确定性模型,并给出了求解方法。   以一个8级梯级水电站和6台火电机组组成的水火电系统为例进行仿真计算,验证文中所使用调度策略的有效性,发现制定的发电计划违约风险越大,节能效果越好。   当求解以火电能耗最小为目标函数的单目标问题时,发现水库周期蓄水量违约风险越小,则火电能耗越大,这是因为降低蓄水量违约风险,等同于减少周期内计划用水量。由水电承担功率调整的任务时,系统失负荷风险越大,则火电能耗越小,这是因为系统失负荷风险越大,意味者功率调整所需要的预备水能越少,可直接用于发电的水能越多。而初始蓄水量、自然来水以及负荷预测偏差的模糊性或方差越小,同样程度的违约风险对优化结果影响就越小。   求解包含机会目标(周期末蓄水量最大化目标)的多目标问题,虽然得到的优化结果中火电的能耗有所上升,但是所节约的水能与前者相比能够提供更多的发电量。同时,多目标问题的优化结果越好,实现该优化结果的机会就越小。计算结果清楚的体现风险与收益之间的关系,证明了模型的正确性和计算方法的有效性。
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